摘 要

数控转塔冲床（NCT)是集机、电、液、气于一体化，是在板材上进行冲孔加工、浅拉深成型的压力加工设备，随着现代技术呈现出明显得向高速、高精度、高集成度发展的趋势，数控转塔冲床也成为现代机械加工制造过程中必不可少的一环。

本文根据最大加工板材尺寸、滑块行程、模位数、旋转工位等的实际使用要求，对12位数控转塔冲床的转盘机构、旋转机构、送料机构进行了功能规划和总体性能分析设计

本设备配备有多工位转塔模具，可以更换为市场上常用的模具标准A和B型工位各4个、C和D型工位各2个，12个工位模具在转盘上合理布置以做到节省空间，为实现上下盘的同步转动使用链轮传动以做到方便可靠；冲压机构采用曲柄滑块机构和伺服肘杆式结构相结合；送料机构主要反映出工件在X、Y轴上的运作情况，采用稳定的滚珠丝杠传动以做到简单有效。

关键词：数控冲床 转盘 链轮传动 滚珠丝杠

Abstract

CNC turret punch press (NCT) is a mechanical, electrical, hydraulic and gas in the integration is carried out on the plate punching, shallow drawing molding pressure processing equipment, with modern technology showing a significant gain to the high-speed, high-precision, high integration trends, CNC turret punch press has become the modern machinery manufacturing an indispensable part of the process.

Based on the size of the largest sheet metal processing, slide stroke, mold digits, rotating station the actual use of such requirements, the 12 CNC turret punch turntable mechanism, rotating mechanism, feed mechanism for functional planning and overall performance analysis and design

The device is equipped with multiple-station turret tooling, you can replace the commonly used standard mold stations A and B each 4, C and D of the two stations, 12 stations on a turntable rational arrangement of the mold to do save space, to achieve synchronous rotation with the upper and lower disc sprocket to achieve convenient and reliable; punching mechanism using slider-crank mechanism and servo toggle structure combined; feed mechanism mainly reflecting the workpiece in the X, Y axis on the operation, the use of a stable ball screw drive to achieve simple and effective

Keywords: CNC punch turntable sprocket ball screw

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目录

摘 要

1 前言

1.1 课题提出的背景和意义

1.2 国内外研究的状况及分析

1.3 课题设计的要求与内容

1.3.1 毕业设计的具体要求

1.3.2 毕业设计主要研究内容

2 数控转塔冲床的总体设计......................................................6

2.1 数控转塔冲床简介

2.1.1数控转塔冲床技术简介

2.1.2数控转塔冲床加工方式

2.2 数控冲床设计的基本要求

2.2.1工艺范围

2.2.2 柔性

2.2.3 加工精度

2.3 课题设计方案

3.转盘机构的设计

3.1确定上下模的尺寸

3.2上下转盘支承机构

4.工位旋转机构的设计

4.1链轮的简单介绍

4.2链轮主要尺寸设计

4.3链传动的布置和张紧

4.4伺服电机类型的选择

5.送料进给机构的设计

5.1滚珠丝杠简单介绍

5.1.1滚珠丝杠应用原理

5.1.2滚珠丝杠的应用

5.1.3滚珠丝杠的分类

5.2送料进给机构X轴的设计

5.2.1已知X轴设计参数条件

5.2.2滚珠丝杠的设计及其计算

5.2.3伺服电机的计算和选型

5.2.3联轴器的选用

5.3送料进给机构Y轴的设计

5.3.1已知Y轴设计参数条件

5.3.2滚珠丝杠的设计及其计算

5.3.3伺服电机的计算和选型

5.3.3联轴器的选用

主要参考资料

1 前言

1.1 课题提出的背景和意义

随着市场经济和现代各项技术的长足发展，传统的冲床已经满足不了机械生产中的需要，数控转塔冲床也就应运而生，其通过数控系统来控制工作台的进给运动和重头的冲压动作，同时还控制转塔型数控冲床的润滑排屑、工作和模具的定位加紧，并设计了完善的送料排料机构，以实现完全自动化。

数控转塔冲床是用来对板材进行冲孔和步冲的压力机，可以按照所编的程序选取所需要的模具，并由滑块冲击模具，从而冲出机械加工生产中所需要尺寸和形状的工件孔来，这是一种具有高速、高精度、高集成度的冲压机械，也是板材加工中的主要设备，其已经成为机械、电子、冶金、化工、航空航天等工业领域不可缺少的环节。

数控转塔冲床的最终目的：尽可能的减少人的参与，最大限度地降低操作人员的劳作强度。冲压生产自动化主要就是将各项技术应用到冲压生产流水线的相应环节从而实现冲压生产过程的自动化。

近年来由于计算机控制技术、检测技术以及电力电子技术的发展进步，交流伺服技术越来越多应用到冲压生产领域，使得生产自动化、智能化、柔性化的水平大大提高。本课题着重对数控转塔冲床的转盘机构、冲压机构、送料机构进行功能规划和总体性能分析设计，旨在其原有的机构基础上力争创新，通过大学四年里所学的基础知识设计出一套理论可行的数控转塔冲床。

1.2 国内外研究的状况及分析

数控转塔冲床自问世以来，得到了长足的发展。由于国外企业起步较早，故数控转塔冲床的开发设计制造工艺比较成熟。日本的AMADA公司的VIPROS-2510C，APIRS255M和EI,12510NT型是2004年研制的最新机型，号称“超越液压，机械驱动的世界最高速双伺服马达直接驱动结构”的数控转塔冲床。芬兰的FINNPOWER公司生产的E5-25具有“百米千次”性能，运动精度高，刚度大，功率大，抗震性强，耐磨的特点。意大利ITEK公司生产的INVICTA2000型数控液压冲床，其冲压次数达3000/min。

我国从2000年起，先后和日、德、美等国合作生产，采用国外先进产品配制，学习国外先进技术，由此产品在品种上技术上产量上提高较快，取得了较大的成绩。国内目前有十几家专业钣金数控设备制造企业，可以设计制造数控激光切割机、数控转塔冲床、数控复合机床，甚至柔性制造单元和钣金柔性制造系统。如江苏亚威机床有限公司和日本合作生产的ff1Q-3048型数控液压转塔冲床6轴控制，该机上下转盘由两个数控轴分别驱动，上转盘有换模缺口，开式机身，厚转盘长导向模具库，Y轴双丝杆驱动，提高了进给动态特性。济南捷迈数控机械有限公司的PS31250NC液压冲孔剪切复合机与传统的先剪切下料后冲压的加工工艺相比，加工效率提高2-3倍，制件精度高，材料利用率提高10%-20%，生产场地减小一半，综合效益十分明显，具有很高性价比。另外扬力集团、江苏富力、徐州锻压钣金数控公司等也具有雄厚的实力。主体来看，国产数控转塔冲床的品种已更加多样化，技术性能指标和制造水平也有很人进步，借助国外配套部件，国产“百米千次”的数控转塔冲床已商品化，并能满足绝大多数用户需要。但是，我国的数控转塔冲床行业起步较晚，技术水平低，同国际上知名厂家的产品相比，技术水平差距仍较大。主要表现在自主创新不强，且机床品种少，技术性能指标低，制造水平有限。目前，国产数控转塔冲床的结构设计采用的仍然是传统材料力学简化设计与经验设计相结合的方法。虽然这种设计方法经过实践证明具有一定的可靠性，但存在诸多弊端，如设计周期长，结构组件冗余，用材质量大，传统设计在材料使用上偏于保守，致使产品比国外同规格产品质量大，成本高，效．益低。随着电子技术、计算机技术与机床技术的结合，强烈要求分析设计内容完善化、目标最优化、过程动态化、使机床加工高速化、加工过程自动化和柔性化。并且具有高可靠性和良好的经济效益。只有这样，才能提高我国机床的产品质量和国际竞争力，推动我国的民族工业生产。

近年来，由于我国国民经济的飞速发展，对数控转塔冲床的需求越来越多．国内国际市场竞争非常激烈．世界许多生产厂家把精力集中在开发高速度、高精度的数控转塔冲床上，研究的方向不但在机床大件上，而且己转移到整个机床装配上，在研究的手段上不但是计算机仿真，而且应用了许多有效的实验模拟装置。我国机床的分析水平还不高，长期以来还停留在材料力学的方法上，而且分析设计人多来自经验。对机床的有限元分析大多限T-静态分析，而从动态方面来研究做得很少（由于行程次数低，加工精度要求低）。所以虽然数控转塔冲床得到了很大的发展，但是相对而说和发达国家相比还是较落后，很多关键技术还依赖进口，同时缺乏对产品的设计方法的系统研究，一些产品的研制只是应付市场或者某种设备改造，特别是在产品的虚拟技术、控制技术、专业计算等方面落后，以致产品的创新和后续研究得不到提高。

1.3 课题设计的要求与内容

1.3.1 毕业设计的具体要求

利用PROE软件设计一台12工位数控转塔冲床转模部件

设计立意及依据：

表1-1设计要求

1.3.2 毕业设计主要研究内容

数控转塔冲床的主要部件有工作台、转塔、刀架、电机等。数控转塔冲床的主要机构有转盘机构、冲压机构、送料机构。其中，模具按照一定的位置安装在转盘上，当冲床开始工作时，旋转机构通过链轮传动精确的旋转到指定位置，冲压机构在模具的配合下冲压工件，送料机构在通过丝杠传动夹取夹持工件。本文也就主要对上述工作机构进行分析设计。转塔系统：转塔系统实现机床的自动换模，通过伺服电机和链条链轮传动进行准确的换模工序，本课题转塔系统拥有12个模位，定位机构采用传统的定位销机构；送料系统：包括x轴和y轴，均由伺服电机驱动。工件通过夹钳固定后，根据数控系统所编程序命令，由两轴的伺服电机驱动进行送下料。